电子海图与数字海图的异同
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《航海学(二三副)》一、单项选择题(共145题)1、电子海图数据是指描写海域地理信息和航海信息的数字化产品,是数字海图的一种。
从电子海图数据属性而言,下列说法正确的是______。
(176085:第11章电子海图显示与信息系统) (A-0,B-0,C-0,D-0,错误-0)A. 光栅海图是以空间数据和属性数据所组成的矢量数据描述海图及相关信息,光栅海图不可以被改正B. 矢量海图以空间数据和属性数据所组成的矢量数据描述海图及相关信息。
矢量数据可有多种文件格式按一定的方式保存信息C. 光栅海图是指以栅格形式(图像方式如TIF、JPG等格式文件)表示的数字海图,属非标准电子海图D. 矢量海图是指以栅格形式(图像方式如TIF、JPG等格式文件)表示的数字海图,属标准电子海图2、矢量海图的主要特点包括___。
(176585:第11章电子海图显示与信息系统) (A-0,B-0,C-0,D-0,错误-0)A:数据和可查询性、与存储介质无关B:更加安全C:数据和可查询性、与存储介质无关、物标可分类显示、可计算性D:显示美观3、关于矢量化海图和光栅扫描海图下列说法错误的是______。
(176090:第11章电子海图显示与信息系统)A. 光栅扫描海图可看作是纸质海图的复制品B. 光栅扫描海图可以进行选择性查询、显示和使用数据C. 矢量化海图是将数字化的海图信息分类存储的数据库D. 矢量化海图可以进行选择性查询、显示和使用数据4、ECDIS的航线监视能提供___。
(176594:第11章电子海图显示与信息系统) (A-0,B-0,C-0,D-0,错误-0)A:偏航报警、转向点提醒B:无海图提示C:油耗计算D:偏航报警、转向点提醒、转向点ETA、STG查询5、ECDIS中航线设计优越于手工航线设计是因为____。
(176598:第11章电子海图显示与信息系统) (A-0,B-0,C-0,D-0,错误-0)A:绘画美观B:安全自动检测C:参数自动计算、重复使用、安全自动检测D:用鼠标完成,设计简单6、ECDIS取代纸海图的主要条件是____。
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测绘百科▏电子海图系统和海图数学基础dianzi haitu xitong电子海图系统(electronic chart system)由数据、软件和电子设备构成的显示海图信息的系统。
舰船导航和指挥自动化系统的组成部分。
用于存储、检索、显示和更新海图信息,叠加实时船位或其他运动目标,辅助航行和海图作业。
又指电子计算机可识别、处理,且附于一定载体上的数字形式的海图数据。
主要由四部分组成,计算机处理器、软件和网络分系统,用于信息处理和传输;图形显示分系统,用于显示海图和附加信息;海图数据库,用于管理、产生和维护海图数据;用户接口,用于实施操作和连接导航设备、绘图仪和打印机等。
系统的基本功能有:①海图显示。
根据本船位置自动选择和显示现有纸质海图的内容,以及根据需要增加的军事数据层,实现图形放大与缩小、海图投影转换、图形方向变化等灵活显示,符号颜色及其亮度调整等。
②计算作业。
人机交互实施计划航线标绘、实际船位与航线显示、各种航行参数管理、航路监测、方位距离标示和动态目标监测等。
③信息输入输出。
可设置数据叠加层,如雷达图像、声呐图像、多波束测深的格网数据、随潮汐变化的深度、运动的海流及其他数据,回放或打印历史航行记录,如时间、位置与速度,海图使用情况。
船舶自动识别系统(AIS)、船载航行数据记录仪(VDR)、电子海图和信息系统(ECDIS)一、“海上数字交通”自从1998年阿尔.戈尔“数字地球”概念的提出,一时间全球以“数字”为开头后面跟随不同名词的概念层出不穷,如“数字中国”、“海上数字交通”等等。
“海上数字交通”一开始仅仅是一个概念,随着时间的推延,已有了具体内涵,主要包含:电子海图(Electronic Chart Display and InFORMation System缩写ECDIS);船舶自动识别系统(Automatic Identification System缩写AIS) ;船载航行数据记录仪(Voyage Data Recorder 缩写VDR)俗称船用黑匣子等。
在 “海上数字交通”时代,交通工具上需要了解可能到达地方的距离(电子海图);需要了解在海图上的位置(全球卫星定位系统等);需要了解周边船舶的船名航行状况等信息(船舶自动识别系统);需要了解与他船的距离(雷达和船舶自动识别系统);还需要有自动导航、避碰系统;通信及信息交换系统等。
二、电子海图显示与信息系统电子海图是现代航海的一项新技术,它在保障航行安全和提高航行工作效率方面发挥着显著的作用。
国际海事组织对ECDIS有专门的要求,与简单地用颜色显示的纸海图相比,包括更多的使用简单、操作容易的地理和文字信息,是一种把需要向航海人员显示和解释的各种各样信息融成一体的实时导航系统。
ECDIS能自动地实时计算本船与陆地、海图上的物标、目的地或潜在的危险物的相对位置,可以说将航海安全技术提升到了一个全新的高度。
ECDIS规定必须采用1995年 l1月23日国际海事组织( IMO)正式采纳并以 IMO817(19)议案公布的 ECDIS性能标准。
随着ECDIS性能标准的发展,国际航道测量组织( IHO)也完善了有关 ECDIS内容和显示的数字数据格式和规范,对航道测量数据IHO交换标准,更新模式的性能标准等。
电子海图简介目前能查询到的最早的电子海图系统出现在1979年。
在80年代初,人们主要是从事电子海图系统的研制和试用;到了90年代,关于电子海图系统的讨论(包括争论)以及相应的国际规范相应出台。
这一时期的一款名位Chart Plotter的设备,实际上是GPS液晶屏幕在显示本船位置的同时显示简单的岸线和水深。
Chart Plotter可以看作是电子海图的雏形或前身,目前国外许多人仍把电子海图系统称为Chart Plotter。
实际上,电子海图系统的英文为Electronic Chart System,简称为ECS,它的功能比Chart Plotter要完善得多。
一种功能更加完备、并可取代纸海图的系统称为“电子海图显示与信息系统”,英文缩写为ECDIS。
根据1995年The Future of Electronic Charts in Merchant Ships统计,当时使用Chart Plotter和ECS 的各类船舶有20万艘之多。
与此相适应,在90年代研制或生产ECS/ECDIS的厂商和单位也迅速增加,据《1999年ECS/ECDIS》指南列出的电了海图产品名录,以及近几年出现在各类航海杂志上的广告,参与研制或生产电子海图的厂商和单位有几百家之多。
电子海图之所以在海事界引起高度重视,是因为它具有传统纸海图无法比拟的优点。
一套性能完善的电子海图系统可以进行航线辅助设计、船位实时显示、航向航迹监测、航行自动警报(如偏航、误入危险区等)、“黑箱”自动存储本船航迹和ARPA目标、历史航程重新演示、快速查询各种信息(如水文、港口、潮汐、海流等)、船舶动态实时显示(如每秒刷新船位、航速、航向等),与其它航海仪器(如GPS、电罗经、计程仪、雷达、Navtex、AIS 等)进行数据与信息交流,将雷达/ARPA捕捉到的目标船动态叠显在海图上,与电子海图系统相配的雷达信号综合处理卡可直接处理和显示来自雷达天线的视频信号,自动生成若干类型的搜救(SAR)航线、海图手动改正或编辑,海图自动改正(数千幅海图的改正只需几分钟)……随着电子海图的数量和种类不断增长,电子海图的规范化问题一直是国际组织和各国政府部门所讨论的焦点。
毕业论文课题论电子海图在现代航海中的应用学生姓名学号专业国际航运业务管理班级院(系)经济管理学院指导教师职称二○年月日摘要海图在人类航海过程中有着非常重要的作用,它是人类展开航海的重要辅助工具。
传统的纸质海图实现位置、图线、路线设计等功能。
电子海图相比于纸质海图不伦在功能形式上都发生了巨大的变化,本篇文章通过对电子海图在航海中的研究,来认识电子海图它的发展,熟识电子海图的组成和原理,了解电子海图的要求、功能、现状等,来认识电子海图在航海过程中的使用状况,领会全球电子海图的发展状态,假设以后电子海图的发扬趋势。
本篇文章介绍电子海图的相关术语,电子图表的相关标准,及重要组成部分和分类。
电子海图产生的基本原理,和电子海图的未来发展趋势。
令人了解电子海图体系不但是纸质海图的衍生品,而且是航海过程中一项不可缺少的新技术,它逐步变成船舶驾驶里的中枢导航设备。
关键词:航海,发展,电子海图,应用ABSTRACTThe chart has a very important role in human navigation process, it is an important auxiliary tool of human expansion of sailing. The traditional paper chart to realize position, graph line, route design and other functions. Electronic chart compared to the paper chart not in the functional form has undergone tremendous changes, this article based on the research in navigation electronic chart, to understand its development of electronic chart, familiar with the composition and principle of electronic chart, understanding of electronic chart, function requirements, the status etc, to understand the usage condition of electronic the chart in the navigation process, understand the development state of global electronic chart, electronic chart develop trend hypothesis. Terminology Relating to this article introduces the related standards of electronic chart, electronic chart, and an important part and classification. The basic principle of electronic chart generated, the future development trend and the electronic chart. An understanding of electronic chart system is not only the paper chart derivatives, and is a new technology of indispensable navigation process, it has gradually become a central driving in navigation equipment.Keywords:navigation, development, electronic chart, application目录摘要 (I)ABSTRACT (1)第一章电子海图的发展历史 (2)1.1电子海图 (2)1.1.1电子海图应用系统 (3)第二章电子海图的分类及功能 (3)2.1栅格电子海图 (3)2.2矢景电子海图 (4)2. 2.1非标准电子海图 (4)2.2.2标准电子海图 (5)2.3系统功能 (6)第三章电子海图在航海中的应用 (7)第四章电子海图的集成化 (8)4.1与雷达、AIS、GMDSS集成 (8)4.2海图的改正 (8)4.3坐标系的转换 (9)4.4 其他先进技术 (9)第五章结论与展望 (10)参考文献 (11)致谢 (12)第一章电子海图的发展历史电子海图发展的历史要从上世纪60年代末说起,当时电子海图使用的系统雏形是1967年比利时人发明的定位装置和海图描绘相配的MANA V。
纸质海图的未来---电子海图2012级地图学与地理信息工程专业魏震摘要:如今,科技的进步影响到了人类生活的各个领域,电子地图的出现,就极大方便了人们的出行。
电子海图以其安全性高,信息可更新的优点,使人们越来越多的在航海时选择它。
同时,电子海图也给纸质海图的发展带了挑战,可能,在不久的将来,纸质海图就会彻底被电子海图所替代。
关键词:电子海图;矢量化海图;随着航道拥挤程度的提高、船舶的大型化、以及超高速船舶的出现给船舶航行安全提出了严峻的挑战。
解决这个问题的一种方式是集成式地把本船的位置、所处的静态环境、周围的动态目标信息显示在一个屏幕上,使得船舶驾驶员能够迅速地获取所有这些信息,及时地做出操船决策。
海运船舶驾驶中使用各种现代化的导航设备和雷达设备,能够在很短的时间间隔内获取精确可靠的关于船位、船舶运动参数以及周围环境方面的信息。
使用电子海图,能够把驾驶员从海图作业这一事务性工作中解脱出来,使其把主要精力放在航行监视和及时制定操船决策上来一、什么是电子海图。
“电子海图”是各种数字式海图及其应用系统的统称。
电子海图显示与信息系统(ECDIS)被认为是继雷达/ARPA之后在船舶导航方面又一项伟大的技术革命。
从最初纸海图的简单电子复制品到过渡性的电子海图系统(ENS),ECDIS已发展成为一种新型的船舶导航系统和辅助决策系统,它不仅能连续给出船位,还能提供和综合与航海有关的各种信息,有效地防范各种险情二、电子海图的发展历史1、纸质海图等同物,1970年代末到1984年,人们主要是想减少体积和减轻海图作业的劳动强度,因此,仅仅是把纸质海图经数字化处理后存入计算机中。
2、功能开拓阶段,到1986年,人们开始挖掘电子海图的各种潜能。
如在电子海图上显示船位、航线设计,显示船速、航向等船舶参数、报警等等。
3、航行信息系统阶段,将电子海图作为航行信息核心,包括电子海图数据库的完善,与雷达、定位仪、计程仪、测深仪、GPS、VTS、AIS等各种设备和系统的接口和组合等等。
纸质海图和电子海图的那些操作和关系,了解一下1.纸质海图(1)纸质海图基本要求●船长应对海图作业全面负责并应经常对驾驶员的海图作业进行检查指导;●航次在用的海图必须全部改正最最新,改正海图统一使用紫罗兰颜色的海图改正笔进行改正;●值班驾驶员应认真落实航行计划,正规海图作业,发现问题及时报告船长,并积极提供改进意见;●为加强航行安全,下列各项应标注在海图上:•所有旧的海图作业已擦掉,计划航线已画在海图上,并复查无误;•各转向点经纬度已标示;•各转向点间的距离已标注;•危险物、不可航和危险区域已用标记明显标识在海图上;•关键转向点陆标的方位和距离已标示;•方位及距离避险线已标示在海图上;•平行线避险距离已标示在海图上;•航路中分道通航区、通航密集区、危险区、VTS报告点等的区域已说明;•应开启测深仪的位置已标示在海图上;•紧急情况下的应急锚地或等待区;•航路上可能遇到的强潮流情况已标注在海图上;•海图的更换;•定位的方法和时间间隔;•明显的导航和雷达物标;•初见陆标和灯光;•叠标、导标和导航线•重要的潮流和海流;•过浅滩的安全航速或VTS限制速度;•机械状况的改变(备车、备锚位置等);•最小富裕水深;•应开启回声测深仪的位置;•穿越和交通密集区域;•距危险物的安全距离;•锚位宽余量;;•放弃进港计划的最后位置线(ABORT LINE);•VTS和报告点等。
(2)使用空白海图作业时,每班交班船位必须正确转移到总图上,并仔细核查船位附近的情况。
(3)本航次进行的海图作业,必须保留到下航次开始时方可擦去,以备查考。
如发生海事,应将当时进行作业的海图妥善保存,以供海事调查之用。
如营运需用,可另备新图。
(4)大洋航行每小时定位一次,主要方法GPS,次要方法天体定位;(5)沿岸航行每15-30分钟定位一次,主要方法雷达和GPS,次要方法陆标和其他定位;(6)在岛礁区、附近有危险物和港内航行时每5-10分钟或更短时间定位一次,主要方法雷达,次要方法陆标和其他定位;(7)由于避让船舶、转向等特殊情况下,在保证安全的情况下,可以适当延长定位间隔;2.电子海图电子海图基本要求●电子海图的配备和使用须符合相关国际公约的规定,设备的操作以随机说明书为准。
浅谈电子海图的“是与非”当前,船舶电子海图已经被强制幷广泛使用,可以说是航海数字化的开始,船员再也不需要人工改正电子海图,节省了大量的海图作业时间,也不必因为船在海上航行时,无法申请到纸版海图而苦恼。
可以说,申请海图随时都可以,方便快捷。
制作航线也不需要像以前一样,一张一张海图去排列,去人工划航线,以前需要几天才能完成的海图作业,现在分分钟就能做到。
同时,电子海图的出现,也为未来无人驾驶船舶提供了想象空间,可以说具有划时代的意义。
但是,新事物的出现,也会伴随着负面效应,电子海图也不例外。
这里着重分享以下三点:一、海图安全水深设置不当容易引起船舶搁浅案例1:2020年5月11日6份中内新加坡海峡BATU BARHANTI 灯塔附近2条船先后搁浅,其中搁浅船“SHAHRAZ”至今没有脱浅。
案例2:日本“若潮”轮2020年7月25日毛里求斯搁浅,造成大量燃油泄漏污染。
案例3:2020年12月11日“国电15”在台湾海峡航行途中搁浅。
通过上述案例,我们会产生这样的疑问:为什么在卫星定位如此发达的今天,意外搁浅的案例如此频繁?据专家分析推测,可能是因为船上电子海图的安全水深设置不当造成的。
在以前使用的纸版海图中,不同水深有等深线界定,通过不同颜色显示,比如20米以上水深显示为白色,意味着水深相对安全。
而电子海图显示的颜色是船员自主设定的,比如船员设定安全水深为10米,那么10米以上的水深就被显示为白色区域,10米以下的水深会显示为其他颜色作为警戒。
各公司体系文件中都会对本公司船舶安全水深做出规定,幷张贴到电子海图设备上,但在实际操作中,有个别二副为了避免电子海图自检报警,私自减小了电子海图的安全水深的设置数据。
因此,当船长在审核二副制作的航线时,应深入检查相关数据,以免因安全水深设置不当引起船舶搁浅。
安全水深数据设置的具体操作如下:假如某船的吃水为8.5米,其安全水深的设置步骤为:Alert Parameter:Draught设置为 8.5mUKC Limit 设置为3mSafety contour=draft+UKC=draft+min UKC+squat+safety margin=8.5m+10%*8.5m+1.64+0.2+0.6+…=8.5m+2.44m=11.79safety contour设置为12ml min UKC按进港10%draft,或按公司体系规定l squat根据squat table中按10kn速度在confined water查得1.64ml safety marginn =heal allowance(文件中查取)+CATZOC(文件中查取)+…=0.2+0.6m所有数据输入后,在Check Results接口中点击Check Route,然后整条航线的所有警报信息都会显示在列表中。
电子海图理论课一:电子海图与电子海图系统1.1 电子海图定义与种类矢量电子海图Vector chart是指以矢量形式(也就是通常所说的图形方式)表示的数字海图。
数字化的海图信息分类存储,可以查询任意图标的细节(如灯标的位置、颜色、周期等),海图要素分层显示,使用者可以根据需求选择不同层次的信息量(例如只显示小于10米的水深),能设置警戒区、危险区的自动报警,还可以查询其他航海信息(如港口设施、潮汐变化、海流矢量等)。
有人把矢量海图称为“智能化电子海图”。
光栅电子海图是指以栅格形式(也就是通常所说的图像方式)表示的数字海图,国际标准的栅格电子海图被称为“Raster Navigational Chart(RNC)”目前世界上主要的RNC产品有:英国海道测量局(UKHO)生产的ARCS和美国国家海洋及大气管理局(NOAA)生产的RNC。
(1)光栅海图“忠实地”反映出纸海图上面所有的信息(如岸线、等高线、水深点、障碍物等),并且色彩、符号与传统纸海图保持一致。
航海人员对这种海图很有熟悉感,对他们进行培训较容易,能较快掌握这种系统的使用方法。
(2)具有同纸海图一样的精度和可靠性,能完成标准导航任务,而且信息更多。
(3)光栅海图的数字信息文件是一种图像文件,形成过程简单、可行。
这些信息未经分门别类,因此不能对光栅海图进行查询式操作(如查询本船周围某一个距离内的危险物情况,本船周围水深情况等)。
(4)当加入其他信息时,图像变得杂乱无章。
(5)不能任意旋转海图方向,不能提供自动深度报警。
(6)一般比矢量海图占用空间大。
光栅电子海图矢量电子海图优点制作工艺简单、成本低存储量小、显示速度快、精度高、能够支持多种智能化功能缺点是纸质海图的翻版,不具有智能化制作工艺复杂、成本高作用和地位辅助地位,在没有矢量电子海图的海域作为补充使用主导地位电子航海图ENCIMO MSC 232(82)性能标准对ENC的定义为:“电子航海图(ENC)系指由政府,或政府授权的航道测量机构或其他相关政府机构发布的与ECDIS一起使用的数据库,其内容、结构和格式都已标准化,并符合IHO标准。
航海仪器操作说明摘要:本文档旨在为使用航海仪器的用户提供详细的操作说明。
航海仪器是一类用于帮助航海者确定自身位置、航向和测量水深的专业工具。
了解如何正确操作这些仪器对于保障船舶的安全航行必不可少。
1. 引言航海仪器是航海员的重要工具之一,它能够帮助船舶在海洋中准确导航以及探测水下情况。
本文档将详细介绍以下几种常见的航海仪器及其操作方法:1.1 罗盘和陀螺罗盘1.2 海图和电子海图1.3 水深仪1.4 存储器导向系统1.5 全球定位系统(GPS)2. 罗盘和陀螺罗盘罗盘是一种常见的航海仪器,用于确定船舶的方向。
使用罗盘时,需注意以下几点:2.1 放置位置:罗盘应放置在船舶上不受干扰的位置,远离磁场干扰或金属物体。
2.2 标定:在使用罗盘之前,需要进行罗盘的标定。
将罗盘指向北方并进行相应的校准,确保其准确性。
2.3 读取示数:罗盘上通常有刻度,读取罗盘指向的方向。
同时,要考虑罗盘指针的偏差,使用修正表进行修正。
陀螺罗盘是一种更高精度的航海仪器,使用方法类似罗盘,但更为精确和稳定。
3. 海图和电子海图海图是航海中必不可少的工具,它提供了海洋地理信息,包括水深、测距标志和航行标志等。
使用海图时需注意以下事项:3.1 选择适当的海图:根据航行区域选择适当的海图。
注意海图的比例尺和更新情况。
3.2 读取海图:掌握海图上的符号和标志含义,了解如何确定自身位置和航向。
3.3 记录信息:在航行过程中,记录重要的航标、水深和领航标志物,以备参考。
电子海图是海图的数字形式,更加方便实用。
使用电子海图时,需确保电子设备的合理安装和正常运行。
4. 水深仪水深仪可用于测量水下的水深情况。
正确使用水深仪时,需注意以下几点:4.1 安装位置:水深仪应放置在船舶底部,以测量尽可能准确的水深。
4.2 校准:在使用水深仪之前,进行相应的校准。
确保水深仪的准确性,并根据不同的深度进行修正。
4.3 利用其他导航工具进行验证:使用其他航海仪器来验证水深仪的准确性。
第八节 电子海图一、电子海图及其系统一、电子海图及其系统1、电子海图及其分类(1)按制作方式分①矢量化海图(vector charts):是将数字化的海图信息分类 存储的数据库,使用者可以选择性地查询、显示和使用数 据,并可以和其它船舶系统相结合,提供诸如警戒区、危 险区的自动报警等功能。
②光栅扫描海图(raster charts):通过对纸质海图的光学扫 描形成的数据信息文件,可以看作是纸质海图的复制品, 因此不能提供选择性地查询和显示功能。
(2)按数据库结构分①有边界电子海图:有边界海图数据库是一张纸质海图通过数字化处理后建立的数据库,这种海图数据库的建立方 法比较简单,但其显示的海图是与纸质海图一样有边界的。
②无边界电子海图:在目前还没有统一的全球性或大范围的数据库的情况下,无边界电子海图是通过多张相连海图 的数字化处理得到的。
电子海图的比例尺反映了电子海图的精度,由纸质海 图经过数字化处理形成的电子海图的比例尺不能大于原纸 质海图的比例尺。
无边界海图数据库的海图显示是窗口形式,显示的电子海 图的范围象窗口一样可以连续地上下左右移动,见下图。
2、电子海图系统电子海图系统(ECS)是一种集成式的导航 信息系统,它在使用电子海图的基础上,完 成综合的船舶驾驶任务。
国际海事组织和国际水道测量组织经过 广泛地分析、研究和实验,在总结多功能船 用电子海图系统的结构、功能和应用的基础 上,提出了电子海图显示与信息系统(ECDIS) 的概念,制定了相应的标准。
二、电子海图显示与信息系统二、电子海图显示与信息系统1、电子海图显示与信息系统的组成电子海图显示与信息系统的组成分为硬件部分和软件 部分,如图所示。
2、电子海图显示与信息系统的功能(1)海图显示(2)海图作业(3)海图改正(4)定位及导航(5)航海信息咨询(6)雷达信息处理(7)航路监视(8)航行记录3、电子海图显示与信息系统的主要优点(1)海图信息的选择显示(2)海图改正简单易行(3)海图附加资料的提供(4)船舶驾驶自动化水平的提高(5)本质性地提高航行安全性(6)海图数据存储在磁盘或光盘中,便于保管和传 递,不象纸质海图那样需要大量的库存与相应的库房。
航海图的数字化与智能化发展在人类探索海洋的漫长历史中,航海图一直是至关重要的工具。
从古代的手绘地图到现代的高精度数字化航海图,这一领域经历了翻天覆地的变革。
如今,随着科技的飞速发展,航海图正朝着数字化和智能化的方向迈进,为航海事业带来了前所未有的机遇和挑战。
数字化航海图的出现,是航海领域的一次重大突破。
过去,纸质航海图不仅更新缓慢,而且容易受损、丢失,使用起来也颇为不便。
而数字化航海图则以电子数据的形式存储和传输,能够快速更新,确保航海人员获取最新、最准确的信息。
通过数字化技术,航海图的精度得到了极大提高,细节更加丰富,能够清晰地展现海底地形、水深、障碍物等关键信息。
同时,数字化航海图还可以与船舶的导航系统无缝对接,实时为船舶提供精准的定位和导航服务。
然而,数字化只是航海图发展的第一步,智能化才是未来的发展趋势。
智能化航海图能够根据实时的海洋环境数据和船舶的运行状态,自动为船舶规划最优航线。
例如,考虑到海流、风向、海浪等因素,智能航海图可以计算出最节能、最安全的航行路径,帮助船舶降低燃料消耗,减少航行时间,提高运输效率。
在智能化的发展过程中,大数据和人工智能技术发挥着关键作用。
通过收集和分析海量的海洋数据,包括气象数据、海洋生态数据、船舶交通数据等,智能航海图能够对海洋环境进行更加准确的预测和评估。
基于这些数据,航海图可以提前预警潜在的危险区域,如风暴频发区、海盗活动区等,让船舶能够提前做好应对准备,保障航行安全。
同时,智能化航海图还具备强大的交互功能。
船舶上的船员可以与航海图进行实时互动,获取详细的导航信息和操作建议。
比如,在遇到复杂的航道或紧急情况时,航海图能够提供多种解决方案,并根据船员的选择进行相应的调整。
此外,智能化航海图还可以与其他船舶和岸基指挥中心实现信息共享,形成一个协同的航海网络,提高整个航海系统的运行效率和安全性。
然而,航海图的数字化与智能化发展也并非一帆风顺。
技术难题是其中一个重要的制约因素。
海军大连舰艇学院本科生毕业论文(外文翻译)译文名称:电子海图与数字海图的异同专业:地图学与地理信息工程班次:2006级制图本科学员:王少帅指导教员:彭认灿教授评阅人:完成时间:2010年6月30日电子海图与数字海图的异同理查德.卡彭特,英国海道测量局卡里斯 2008,巴斯发展的本质电子航海图(ENC)与数字海图(DNC)都是由政府部门生产的数字导航产品;电子航海图由世界各国的海道测量机构生产,电子海图由美国国家空间信息署制作,该机构同时也为加拿大制作相关海图。
数字海图标准随着科学技术的进步而不断发展和完善。
1983年,在美国召开的以“电子海图”为主题的海道测量研讨会上,当讨论到全球海图数字化处理的数据量时,理查德.思克瑞(国家海洋与大气管理局)指出:“即使使用最大型的计算机设备,处理海量的数据依旧十分困难。
”而在今天,即使是普通手机都拥有处理大量信息的功能。
文中对此问题的简单论述只为强调一点,即早期对于ENC和DNC发展及相关产品的预测是很有意义的。
特别是IT界曾经历过对其技术发展的悲观估计和对其应用的过高评价。
概念和起源20世纪70年代中期,各国海道测量机构相继开展了海图数字化研究工作,在之后的数十年里,IHO研究制定了相应的数据交换标准;相关概念也迅速扩展到数据提供和用户系统的方方面面。
这项工作导致了S-57的出版,至今,该项规范已发展至第三版的S-100 和正在修订中的S-101。
如下观点具有一定的启迪性:在上述的1983年研讨会中,尼尔安德森(CHS)指出,IHO所做工作承自1919年在伦敦召开的旨在制订纸质海图编绘规范的国际海道测量大会,该项工作在64年之后的1983年依旧具有重要意义。
同样,在其之后的二十多年内该项工作尚无法结束。
在这段时间内(世纪末的二十多年),世界各国的海道测量机构根据最新要求,达到了能生产具有高度兼容性数据产品的水平。
其主要动因是较纸质海图具有更高安全性的ECDIS导航的实现。
20世纪80年代,美国海军发现随着舰载计算机系统的广泛应用,以单一导航图象为主的自动(导航)系统越来越凸显出其重要价值。
这与淘汰机械标图系统的需求不谋而合。
电子海图被视为相关解决方案的主要内容。
国防制图局制订了系统的发展计划,并决定在制作全球电子海图的同时应用相应的海图规范,并逐渐形成了当前的矢量产品数据格式(VPF)。
发展的动因很明确,海图产品应用需求中称:“现行的海军测绘体系急需调整。
因为这种老旧的机械标图系统无法满足海军的实际操作需求。
”定义如下定义清楚指出,电子航海图和数字海图有着相同的目的:可在非纸质的情况下为海上航行安全提供数字形式的海图数据。
数字海图是一种支持航海和地理信息系统应用的通用总体数据库。
(MIL-PRF-89023)电子海图:内容、结构和格式都经过标准化设计的一种数据库。
由政府部门授权的海道测量机构出版发行,并与ECDIS配套使用。
ENC包含保障航行安全的所有的海图信息。
(IHO S-32)通用性各自的标准一发布,人们就开始研究两者的数据格式转换。
1997年,参加IHO和北约DGIWG的部分国家通过一体化委员会完成了一个“界面控制文件”。
这种图形化的信息类型符合两种标准,同时有利于识别区域中相同的部分。
2002年,英国皇家测绘局(UKHO)和美国国防部国家测绘局(现名NGA)联合委托加拿大IDON技术公司进行了一项研究,该项研究的最终完成联合了CARIS公司的力量。
此项研究通过不同标准间的相通之处评估其通用性,其目的是针对当前的数据维护提供稳定的、操作性强的数据转换策略。
这项工作导致了2004年海道测量信息标准化工作组的成立。
该组织的目的是为当前和未来制订标准化的数据格式(及相关的扩充模式),以提高矢量化的海道测量数据的通用性。
其工作立足于用户的实际需求和建立实用的信息数据库,目前已得到DGIWG和IHO的正式授权。
该工作组在2006年发布了一项研究报告,在报告中推荐使用基于XML 的数据格式,其中包含一个针对通用数据模型的符合HIHWG要求的独立“非确定产品”信息库,以利于两种不同产品的生产输出。
遗憾的是先前对于ENC和DNC的比较研究多集中于两者的区别,特别是有一部分研究是基于对两者基本属性的错误理解上的。
例如,曾经认为DNC更适宜于表征地形信息,但实际上地形信息的多寡是与描述尺度的大小相关的,而非通过产品形式区分。
ENC通常具有更丰富的编码方法。
问题不在于差别之多而在于差别之少。
例如在数据模型中,残骸的编码与水深要素的编码是一样的,只是其属性定义为残骸。
两种产品(ENC 和DNC)对于相似的问题都是采用同一种做法,以便利生产方和使用方。
事实上,IDON的研究发现,“产品之间的通用性远不止目前所显现的程度”。
产品差异通过多年的研究,人们已经发现了两者之间的诸多差异,并广泛应用于产品数据之间的相互转换或评估产品通用性对用户所产生的影响。
下文阐述了两者之间的部分差异。
更新更新通产被视为两者之间的主要差异所在,但实际上却鲜有不同:两者都需要不断更新,并拥有一套完整的更新机制。
对于DNC,其数据结构中本身就含有关于更新的信息记录;对于ENC,则依据工业标准采用独立软件实现更新操作。
拓扑关系、图层ENC中要素对象分为两类:一类是构成地球表面的要素对象,另一类是所有位于第一类要素表面的要素对象。
两类要素都以几何图形的形式表征。
DNC有12个数据层,层与层之间通过拓扑和几何关系相联。
为了说明数据模型对最终产品的影响,以岸线的如下情形为例:(岸线)构成陆部的外边界;(岸线)构成深水区的内边界;(岸线)构成控制区的部分边界。
在ENC中,上述情况使用相同几何要素进行描述;在DNC中,上述情况下的线要素会被置于不同的数据层,但几何符号是相同的(有些DNC 在生产时允许出现数据层之间的拓扑关系;当要素是独立采集时(即不存在相关性),要素间的差异应通过相关软件进行识别)。
拓扑-节点早期DNC中的VPF数据不允许孤立点与线要素末点地理位置重合。
(当发生这样的情况时),将线要素的末点回移至其上一点,但应确保在显示时不能太过明显,但这样做可能会导致进行GIS空间查询的时候出现问题。
ENC and DNC - congruence and contrastRichard Carpenter, United Kingdom Hydrographic OfficeCARIS 2008, BathThe nature of developmentFor those unfamiliar with them, the Electronic Navigational Chart (ENC) and the Digital Nautical Chart (DNC) are both marine digital navigation products produced by government agencies; ENC by national hydrographic offices world-wide and DNC by the National Geospatial-Intelligence Agency (NGA) in the USA supported by Canada for Canadian waters.These digital chart standards have developed and matured during a period when technology has moved forward at unprecedented pace.In 1983, at the Hydrographic Society USA seminar on “The Electronic Chart”, in commenting on a then estimate of the data volume for worldwide digital charting, Richard Schiro (NOAA) noted that “dealing with a billion bytes is no simple task even for the biggest of computer facilities” – today an order of magnitude greater capacity is common even in a mobile-phone.I mention this simply to emphasise that the early estimates for the development and production of both ENC and DNC were actually quite good. Typically the IT industry has a history of underestimating technological developments and being over-optimistic about their application.Conception and BirthBy the mid-1970s various hydrographic offices were experimentingwith chart digitisation and early in the following decade the International Hydrographic Organization (IHO) was developing a standard for the exchange of digital data between agencies; a concept soon extended to encompass the supply of data to user systems. This work led to the publication of S-57, now in its third edition and currently undergoing fundamental revision to become S-100 and S-101.Again some perspective is instructive;at the 1983 seminar mentioned above, Neil Anderson (CHS) reminded those present that the IHO had been formed following the 1919 Hydrographic Conference in London to work on standards for paper charts and that this task was still going strong 64 years later. We can add that another quarter of a century has not seen the end of it. The same period has, with the application of the latest consistency recommendations, achieved a position whereby highly compatible digital products can be published by HOs around the world. A key driver has been the realisation that ECDIS-based navigation is inherently safer than a paper-based solution.During the 1980s the US Navy found that the automatic provision of a single navigational picture became increasingly important as ship-borne computer based systems proliferated. This coincided with a need to replace electro-mechanical chart plotter systems. A digital chart was seen as an essential component of this solution. Given the system development timescales, the Defense Mapping Agency (DMA – now part of NGA) made the decision to utilise the nautical prototypes being produced as part of the development for the Digital Chart of the World (DCW) which led to the currentVector Product Format (VPF).The driver for development was clear, the Statement of Requirements for the chart product notes that, “The current Navy plotting systems are in desperate need of upgrading. They are all old electro- mechanical systems which no longer meet the operational needs of the navy.”DefinitionsAs their definitions below make clear, both ENC and DNC clearly are intended to achieve the same end –the provision of the chart data needed for safe navigation in a digital form which permits the adoption of a paper-less solution.“The DNC is a general purpose global database designed to support marine navigation and Geographic Information System (GIS) applications.” (MIL-PRF-89023)“ENC: The data base, standardized as to content, structure and format, issued for use with ECDIS on the authority of government authorized hydrographic offices. The ENC contains all the chart information necessary for safe navigation…” (IHO S-32) InteroperabilityAlmost as soon as the respective standards were published, groups around the world began to look at how data in one format could be converted into the other.In 1997 an ‘Interface Control Document’ was completed by a number of nations participating in both the IHO and the Defence Geographical Information Working Group (DGIWG) of NATO through a Harmonization Committee. This mapped information types across the standards and sought to identify areas of potentialharmonisation.In 2002 the UKHO and the National Imagery and Mapping Agency (NIMA – now retitled NGA)) jointly commissioned a study from IDON Technologies Inc.of Canada which was carried out in conjunction with CARIS. Their remit was to evaluate interoperability through hydrographic standards harmonisation, aiming to provide implementable strategies for conversion that would maintain continuity for the current data holdings.This work led to the creation of the Hydrographic Information Harmonisation Working Group (HIHWG) in 2004.Its aim was to promote and develop the harmonisation of both existing and future standards leading to improved interoperability of hydrographic vector data. This undertaking was accomplished by defining a direction with a focus on Maritime user requirements and pragmatic database solutions. It was formally recognized by DGIWG and the IHO.The group produced a final report in 2006 recommending an XML based solution with producers maintaining a single ‘product neutral’repository compliant with the HIHWG’s recommendations for a Common Content Model so as to allow output of either product.It is a pity that comparisons of ENC and DNC have necessarily focussed on their differences, especially as many were based on misapprehensions as to the nature of one or other product. For example, it has been said that DNC is more suited to topographic information while in reality any differences lie mostly in the greater depiction of land detail on NGA paper charts and hence the inclusionof more topography in the digital product. ENC often has richer encoding options.The question is not why are there so many differences but why are there so few? For example if we look at data modelling basics it could be just as valid to encode a wreck as a depth object carrying an attribute that identifies it as a wreck rather than natural seabed. That both products chose to use a wreck object carrying a depth attribute – in conjunction with all the other similar choices – makes the life of the user and producer much simpler.Indeed, the IDON Study went so far as to say that, “there is more compatibility buried in these products than is apparent….” Product DifferencesMany of the differences have of course been widely publicised over the years; mainly as a by-product of efforts to achieve conversion between products or to assess interoperability rather than as a consideration of their impact on the user. The sections below highlight some that reflect the different approaches adopted by the two products.UpdatingThis is an area that is often cited as a major difference but in many respects is of little significance – both products were always intended to be updated; both have a working update mechanism. That for one product it is an inherent part of its record structure and the other uses an industry-standard, stand- alone software tool is largely irrelevant.Topology - LayersENC divides object classes into two types: those which make up the电子海图与数字海图的异同海军大连舰艇学院本科毕业翻译第10页 ‘skin of the earth’ and together form a complete and unbroken layer, and all others that conceptually sit on top of the first group. Geometry is wholly shared across both types.DNC has 12 data coverages with topology and geometry being internal to each. As a simple illustration as to how these different models will impact their products, we can consider a situation where the coastline forms:The outer edge of the land areaThe inner edge of the depth areasPart of the boundary of a controlled areaIn an ENC they will all share the same geometry; in DNC they will all be in separate coverages and the geometry may be repeated (some DNC is produced with software that permits cross coverage topology during collection; when collected independently a software tool is used to identify any variances).Topology - NodesThe early form of VPF adopted for DNC does not allow isolated nodes to share position with a connected node ending a linear feature. For example, the end of a leading line has to be offset from its back marker. Typically, though, the offset should be so small that it could not be seen at normal display scales though the lack of coincidence may impact some GIS queries.。